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La présente invention se rapporte, d'une manière générale aux appareils électriques remplis d'une atmosphère gazeuse isolante.
On utilise des appareils électriques isolés par un diélectrique gazeux, l'azote par exemple, pour certaines applications industrielles où l'isolement parl'huile, par exemple, ne peut convenir à cause des risques d'incendie. Mais l'azote et les gaz isolants similaires ont une résistan- ce diélectrique beaucoup plus faible et sont inférieurs à d'autres points de vue aux diélectriques liquides. En particulier, la résistance à la rup- ture diélectrique de l'azote gazeux est tellement plus faible que celle de la plupart des diélectriques liquides comme l'huile ou les composés a- ryliques chlorés que la tension maximum qu'on peut imposer à l'appareil est beaucoup plus basse pour les appareils remplis de gaz que pour les ap- pareils remplis d'un diélectrique liquide.
On a proposé d'employer certains gaz sous pression pour amélio- rer leur résistance à la rupture diélectrique. Mais les pressions nécessai- res pour obtenir une résistance diélectrique adéquate sont si élevées qu' on doit utiliser des enveloppes exceptionnelles aôlides, et que le placement des joints d'étanchéité et la fermeture des joints de l'enveloppe doivent être effectués avec le plus grand soin. Toute fuite de l'enveloppe empêche généralement le fonctionnement satisfaisant de l'appareil. Le dan- ger de fuites indésirables augmente rapidement avec l'élévation de la pression de l'atmosphère de gaz comprimés. D'autres dangers et inconvénients sont encore associés à l'emploi d'un appareil isolé par un gaz à haute pression.
La tension de rupture de l'azote gazeux à 25 C et sous une pression absolue de 760 mm Hg, déterminée avec un courant à 60 périodes dans une cellule entre des électrodes sphériques de 12,7 mm de diamètre; écartées de 5 mm. est approximativement 10 Kv. Dans d'autres conditions d'essai, par exemple avec des électrodes pointues ou en forme de baguette, la tension de l'azote présente des écarts de plusieurs Kv autour de ce chiffre de 10 Kv. La rugosité de la surface de l'électrode modifie également la résistance d'un gaz à la rupture. En pratique, dans les appareils remplis de gaz avec possibilité de dilatation et de contraction, les variations normales de la température ambiante et de la pression barométrique déterminent des écarts de la résistance à la rupture de l'azote dans une gamme de 2Kv ou plus - soit 10 à 25% des valeurs d'essai normales.
Par conséquent, la conception et la construction d'appareils isolés au gaz se basent sur des variations d'au moins 20 à 25% pour la tension de rupture en Kv; déterminée par un essai ou plusieurs essais de la résistance à la rupture de 1' azote. Une amélioration de la résistance à la rupture diélectrique de l'azote de 2 ou 3 Kv sur 10 Kv,c'est-à-dire de 25% environ ne présente donc aucun intérêt pratique pour l'industrie. La conception et la construction d'appareils électriques isolés au gaz ne seraient ni modifiées, ni améliorées par de faibles accroissements, allant jusqu'à 25%, de la résistance diélectrique de l'azote ou d'un autre gaz.
Il est nécessaire d'avoir un accroissement d'au moins 50%' environ de la résistance diélectrique d'un gaz pour que l'industrie électrique puisse en tirer un avantage concret.
Il est donc essentiellement désirable de procurer une atmosphère gazeuse pour appareils électriques dans lesquels la pression peut être maintenue pratiquement à la pression atmosphère ou ne s'en écarte pas de plus de quelques centaines de grammes par cm2. Il est également désirable que la résistance diélectrique de l'atmosphère gazeuse soit suffisante pour résister aux tensions couramment utilisées dans l'industrie électrique., c'est-à-dire jusqu'à 33.000 volts et davantage, alors que les appareils électriques actuels remplis de gaz ét fonctionnant à la pression atmosphèrique ne peuvent dépasser 15.000 volts dans la plupart des das.
Dans certains cas, des pressions peu élevées de 1 à 2 atmosphères au manomètre peuvent être utilisées dans les enveloppes des appareils s'il en résulte une amélioration notable de la résistance diélectrique, suffisante pour compen-
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ser les difficultés créées par le scellement de l'enveloppe.
Il est également désirable qu'un gaz isolant pour appareils électriques contienne des matières existant dans le commerce à un prix relativement bas.
Le but principal de l'invention est d'améliorer d'au moins 50% environ la résistance diélectrique de l'azote ou d'un autre gaz peu coûteux et relativement non condensable, en y incorporant de petites quantités de vapeurs d'un composé organique fluoré stable.
Un autre but de l'invention est de procurer un appareil électrique isolé par un gaz, contenant, pratiquement à la pression atmosphérique, un gaz isolant composite à grande résistance diélectrique comprenant une faible proportion de vapeurs d'un composé organique fluoré stable et une proportion volumétrique importante d'un gaz relativement non condensable comme l'azote.
L'invention sera bien comprise par la description d'une ..-, forme de réalisation préférée, donnée ci-après à titre d'exemple avec ré-férence aux dessins annexés dans lesquels : Fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe, d'un transformateur.
Fig. 2 est un graphique comparant la tension d'étincelle et la pression absolue de plusieurs gaz.
Fig. 3 est un graphique comparant les gains de résistance diélectrique dans un essai par impulsion négative de certaines atmosphères de fluorocarbures et d'azote en termes de livres anglaises de vapeurs de fluorocarbures par pied cube d'azote sous une pression de 74 cm. de mercure;et
Fig. 4 est un graphique montrant le gain de résistance diélectrique dans des essais à 60 périodes, réalisé sur l'azote en y incorporant différentes quantités de vapeur de fluorocarbures par pied cube d'azote à la pression atmosphérique.
Suivant la présente invention, on a trouvé que de petites quantités de vapeurs de certains composés organiques fluorés peuvent être combinées à - ou introduites dans - une atmosphère gazeuse isolante stable formée d'azote ou d'un autre gaz relativement non condensable pour former un gaz composite dont la résistance plus grande à la rupture diélectrique dépasse de beaucoup, le plus souvent, celle de l'azote seul. Des quantités relativement faibles de vapeurs d'un composé organique fluoré peuvent améliorer la résistance diélectrique de l'azote par exemple dans une mesure suffisante pour que la résistance électrique à la rupture de l'atmosphère à base d'azote soit augmentée de 100 à 250% et même davantage.
Dans la suite de la description, l'azote sera seul mentionné, mais d'autres gaz isolants relativement non condensables peuvent le remplacer en tout ou partie.
On a découvert, en particulier, que la résistance à la rupture diélectrique d'une atmosphère gazeuse à base d'azote peut être augmentée de 50% environ et davantage en y incorporant les vapeurs d'un composé organique fluoré déterminé, en quantité suffisante pour que la pression partielle de celui-ci soit au moins égale à 3 mm de mercure. De 0,003 à 0,25 livre de vapeurs du composé organique fluoré par pied cube d'azote appro-
EMI2.1
ximativement à la pression atmosphèrËque-amélicrelît' d'e ¯çm.abl et inattendue la résistance diélec*gue de l'azote.
Les composés organiques fluorés vaporisables convenant pour la mise en pratique de l'invention comprennent les composés organiques comptant au total au moins 4 atomes de carbone par molécule, et choisis dans le groupe formé par les hydrocarbures, les éthers hydrocarbonés et les amines tertiaires hydrocarbonées dans lesquels tous les atomes d'hydrogène
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ont été remplacés par au moins un halogène choisi dans le groupe formé par le fluor et le chlore, au moins 75 moles % du halogène étant du fluor.
Les hydrocarbures et groupes hydrocarbonés attachés à l'oxygène et à l'a- zote dans les éthers et les amines tertiaires respectivement peuvent être aliphatiques, aromatiques, cycloaliphatiques, aralkyliques et alkaryliques avec au moins 'quatre et au plus vingt atomes dé carbone par molécules Le terme "composés organiques fluorés" sera utilisé-dans là. suite pour dési- gner cette classe de composés.
Les composés organiques fluorés comptant moins de quatre atomes de carbone ne peuvent convenir commercialement comme diélectriques gazeux isolants. Les vapeurs de composés aliphatiques complètement chlorés, bien que possédant une résistance diélectrique appréciable sont instables et se décomposent dans une mesure indésirable aux températures élevées, par exemple à 100 C et plus. Si l'on remplace le chlore par du fluor dans un de ces composés à un à trois atomes de carbone., on provoque une réduction sensible de la résistance diélectrique., de plus en plus marquée à mesure que la molécule contient plus de fluor. L'instabilité thermique subsiste dans les dérivés chlorof luorés des composés à un à trois atomes de carbo- ne.
Les composés comptant de 1 à 3 atomes de carbone et dans lesquels l'hydro- gène est remplacé par du fluor ont une faible résistance diélectrique. Par exemple., le tétrafluorométhane (CF ) n'a pas une résistance diélectrique sensiblement différente de celle de l'azote et il n'y a aucun intérêt à l'y ajouter. Les essais comparant la résistance diélectrique de l'azote et du tétrafluorométhane entre des sphères de 25,4 mm de diamètre, écar- tées de 6 mm, avec un courant à 60 périodes ne montrent aucune différence significative entre eux jusqu'à des pressions de 2,1 kg/cm2.
Au contraireon obtient des résistances diélectriques inatten- dues et uniques lorsqu'on ajoute à l'azote de petites quantités de vapeurs de composés organiques fluorés comptant 4 atomes de carbone et plus. Ces vapeurs de fluorocarbure à 4 atomes de carbone et plus ont également une stabilité exceptionnelle. Les vapeurs de différents hydrocarbures, éthers et amines tertiaires, aliphatiques, cycloaliphatiques, aryliques, alkary- liques et autressoit entièrement fluorées: soit parhalogénées de façon à contenir au moins 75 moles % de fluor, le reste étant du chlore, peuvent être utilisées en combinaison avec une forte proportion d'azote par exem- ple, pour obtenir un gain marqué de la résistance diélectrique.
Les com- posés cycliques perfluorés (les termes "perfluoro" et "perfluoré" indiquent que le fluor a remplacé tous les atomes d'hydrogène du composé de base)sont particulièrement satisfaisants pour former ces atmosphères composites lorsqu'on mélange une petite quantité de leurs vapeurs à un volume d'azo- te.
Pour obtenir une amélioration appréciable et pratique d'environ 50% et plus relativement à l'azote seul dans la résistance diélectrique d'une atmosphère composite contenant de l'azote gazeux comme ingrédient volumétrique principal il faut que chaque pied cube contienne au moins 0,003 livre de vapeurs du composé organique fluoré. Cette quantité minimum de vapeurs doit être dispersée dans l'azote, dans toutes les conditions normalement prévues, à l'intérieur de l'enveloppe entourant l'élément é- lectrique. Pour maintenir ce niveau élevé d'isolation diélectrique, il est nécessaire d'employer des composés organiques fluorés choisis pour donner à 25 C par leur nature et leur quantité, une pression partielle d'au moins 3 mm de mercure.
Il est préférable que le composé organique fluoré ait une pression partielle de 10 mm de mercure ou davantage à 25 C, si l'élément électrique doit être exposé à des températures extérieures de 0 C ou moins.
Le point d'ébullition de nombreux hydrocarbures, éthers hydrocar- bonés et amines hydrocarbonées perfluorés comptant tous 4 atomes de carbo- ne ou plus est très bas, et les tensions de vapeur à 25 C sont égales ou
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supérieures à 3 mm de mercure. Le remplacementprogressif des atômes de fluor par des atomes de chlore dans ces composés perfluorés augmente le point d'ébullition dans une mesure sensible à chaque atome de chlore ajouté. C'est ainsi que le remplacement des atomes de fluor du perfluorotoluène par trois atomes de chlore porte son point d'ébullition de 102 et 207 C.
Cependant, l'effet sur la tension de vapeur à 25 C de ce remplacement progressif du fluor par le chlore dans les composés perfluorés est encore plus important. Alors que le perfluorotoluène a une tension de vapeur d'environ 23 mm de mercure à 25 C, et que la tension de vapeur du dichlorotrifluoro (trifluorométhyl) benzène est de 5 mm à 25 C, la tension de vapeur du trichlorodifluoro (trifluorométhyl) benzène à 25 est moins de 0,5 mm de mercureo Ce dernier composé ne convient absolument pas pour la présente inven- tiona
Les composés fluorés ci-dessous peuvent convenir pour la mise en pratique de l'invention.
TABLEAU I
EMI4.1
CompOsés Pd'ébu1. Tension de
EMI4.2
<tb>
<tb> C <SEP> vapeur <SEP> à <SEP> 25 C
<tb> en <SEP> mm <SEP> de <SEP> Hg
<tb>
EMI4.3
Perfluorométhglcgcloexane 76113 lu-120 Perfluorodiméthyleyclohexane 101 à 102,6 39 Perfluoronaphtalane 140 environ 20 Perfluoro-1-méthylnaphtalane 161 environ 10 Perfluoro-2-méthylnaphtalane 161 environ 10
EMI4.4
<tb>
<tb> Perfluorodiméthylnaphtalanes <SEP> 177 <SEP> à <SEP> 179 <SEP> environ <SEP> 8
<tb> Perfluoroindane <SEP> 116 <SEP> à <SEP> 117 <SEP> environ <SEP> 25
<tb> Perfluorofluorane <SEP> 190 <SEP> environ <SEP> 3
<tb>
EMI4.5
Perfluoroéthylcyclohexane 1D1 environ 150 Perfluoro-z-diéthyleyclohexane IJ,.S 42 Perf1uoroproNücyc10hexane 125 90 Nonochloro"tétraf1uoro (trif1uorométhyl) benzène 137 10 Perfluorobleyclo (2.2.1)heptane 70 (746 mm.)
Perfluorotoluéne 102 23 Perfluoro-n-heptane 82 110 Perfluorod:I;méthy1chlorocyclohexane 129 21 Chloropentadëcafluoroheptane 96 82 Ether perfluorodibutylique 100 33 Perfluoro-N-tributglamine 178 3 Perfluorotriéthylamine 71 135 Dichlorotrimé1;hyl(trif1uoro-
EMI4.6
<tb>
<tb> méthyl) <SEP> benzène <SEP> 170 <SEP> 5
<tb> Perfluorotri-n-propylamine <SEP> 129 <SEP> plus <SEP> de <SEP> 3
<tb>
EMI4.7
Ether perfluoroclicyclohexylique 175 plus de 3
EMI4.8
<tb>
<tb> Ether <SEP> cyclique <SEP> perfluoré
<tb> C6F12O <SEP> 56 <SEP> plus <SEP> de <SEP> 100
<tb> Ether <SEP> cyclique <SEP> perfluoré <SEP> 101 <SEP> 37
<tb> C8F16O
<tb> Perfluoro-1-éthylnaphtalane <SEP> 178 <SEP> plus <SEP> de <SEP> 3
<tb>
Les composés de cette liste sont donnés à titre d'exemple et d' autres composés organiques fluorés peuvent être utilisés en petites quan-
tités pour améliorer la résistance à la rupture diélectrique de l'azote.
Les composés organiques fluorés de la présente invention sont des liquides aux températures voisines de 25 C. Cependant, lorsque de pe-
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tites quantités de ces composés organiques fluorés liquides sont introdui- tes dans une enveloppe étanche dans les proportions indiquées plus haut., une grande partie du composé ou le composé tout entier., suivant la propor- tion de composés par pied cube de gaz dans l'enveloppe, s'évapore parce que la tension de vapeur du composé est au moins égale à 3 mm de mercure à 25 C.
Comme les composés sont utilisés en association avec des appareils électriques dégageant en service de grandes quantités de chaleur, l'atmos- phère à l'intérieur de l'enveloppe sera sensiblement plus chaude que la température extérieure, et dans ces conditions une tension partielle appré- ciable des vapeurs du composé organique fluoré régnera dans l'enveloppe.
Quand le liquide s'évapore complètement, la tension partielle à une tempé- rature déterminée ne dépend que de la quantité de composés organiques fluo- rés présente par pied cube de gaz dans l'enveloppe. Certains composés, par- ticulièrement s'ils sont employés dans les proportions maximum indiquées peuvent se condenser lorsque l'appareil n'est pas en service et que la tem- pérature extérieure s'abaisse. Le choix du composé doit être guidé par ces considérations et l'on utilisera un perhalocarbure à bas point d'ébulli- tion ayant une tension de vapeur suffisament élevée même en-dessous de 0 C, ou un mélange de deux ou plusieurs perhalocarbures dont un au moins a une tension de vapeur élevée aux basses températures suffisante pour donner une tension de vapeur totale d'au moins 3 mm de mercure aux températures prévues.
La fig. 1 du dessin montre un transformateur 1D,\I à titre d'exemple des appareils remplis de gaz construits et fonctionnant suivant la présente invention. Le transformateur comprend une enveloppe extérieure 12 avec un fond hermétiquement appliqué 14 et un couvercle hermétique 16 coopérant pour former une enceinte étanche au gaz pour les éléments électriques du transformateur. Le couvercle 16 du transformateur porte des buselures 18 et 20 pour les raccords haute tension et basse tension. Ces buselures sont montées sur l'enveloppe à l'aide de joints hermétiques appropriés pour empêcher la sortie des gaz contenus dans l'enveloppe. A l'intérieur de celle-ci se trouvent les bobinages 22 montés sur un châssis 24 reposant sur le fond 14.
Si on le désire, bien que non nécessairementle fond 14 peut être creusé d'une cavité 26 dans laquelle on peut verser une petite quantité d'un composé organique fluoré 28 qui se vaporise et se mélange à l'azote ou à un gaz isolant et relativement permanent analogue pour former l'atmosphère de l'enveloppe.
L'espace à l'intérieur de l'enveloppe et autour des bobines 22 est rempli d'un gaz isolant composite 30, essentiellement constitué de a) une proportion volumétrique importante, en termes de pression partielle,, d'un gaz relativement permanent ou non condensable comme l'azote, l'argon, le néon., l'air, l'anhydride carbonique., etc.. ou des mélanges de ces gaz et b) le reste, formé de vapeurs d'un ou plusieurs composés organiques fluorés. Le gaz relativement non condensable par lui même, l'azote par e- xemple possède des propriétés électro-isolantes limitées à la pression atmosphérique. Les propriétés diélectriques de l'azote sous une pression de 760 mm n'assure une isolation électrique adéquate qu'à des tensions modérées ne dépassant pas 15. 000 volts.
La pression partielle de l'azote, par exemple, dans le gaz isolant composite 30 sera généralement de l'ordre de 74 à 76 cm de mercure, mais cette pression peut être un peu plus ou un peu moins élevée suivant la quantité de vapeurs organiques fluorées présentes ; la température à l'intérieur de l'enveloppe, la résistance de celleci et d'autres facteurs. La pression totale dans l'enveloppe peut atteindre 2 atmosphères à 25 C. Dans certains cas, l'enveloppe du transformateur peut être munie d'un évent qui laisse échapper le gaz si la pression dépasse une certaine limite déterminée d'avance, mais cette précaution n'est généralement pas désirable.,, parce qu'elle entraîne la perte d'une partie des vapeurs fluorocarbonées contenues dans l'enveloppe. Il ne faut donc y recourir qu'en cas d'urgence.
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On voit donc que des avantages remarquables au point de vue isolation électrique sont obtenus avec des appareils électriques dont les enveloppes sont remplies d'un gaz isolant composite pratiquement à la pression atmosphérique, c'est-à-dire 74 à 76 cm. de mercure, ce gaz contenant une proportion importante d'azote et une proportion moins importante de vapeurs d'un composé organique fluoré. L'isolation offerte par ce gaz composite est exceptionnelle puisqu'elle dépasse la résistance à la rupture diélectrique de l'azote d'au moins 50%.
Au cours de la construction d'un transformateur du type représen- té sur la fig. 1 du dessin suivant la présente invention, après assemblage du transformateur et fermeture de tous les joints pour que l'enveloppe soit relativement étanche, l'air présent peut être chassé de plusieurs fa- çons connues, par exemple par déplacement ou par utilisation de chaleur et d'une pompe d'évacuation, et remplacé par un gaz isolant sec, inerte et non condensable comme l'azote. Le but de l'élimination de l'air est principalement d'écarter l'oxygène et la vapeur d'eau afin d'éviter l'oxydation de l'isolant qui peut comprendre du papier, de la résine, des vernis, etc.., en service à des températures modérément élevées pouvant atteindre 200 C.
Des ouvertures munies de soupapes appropriées peuvent être percées dans l'enveloppe à cette fin. On peut introduire ensuite¯un poids déterminé encomposé organique fluoré dans l'enveloppe du trànsformateur, ce composé s'évaporant dans une mesure dépendant de la température de l'enveloppe et de la tension de vapeur du composé. Le composé organique fluoré peut être un seul composé ou un mélange de deux ou plusieurs composés et doit être présent à raison de 0,003 à 0,25 livre par pied cube d'espace de gaz. Bien que les composés organiques fluorés aient un poids moléculaire beaucoup plus élevé que celui de l'azote par exemple, les gaz se mélangent parfai- tement sans aucune ségrégation, en particulier lorsque l'appareil fonctionne, sous l'effet de la diffusion naturelle et des courants de convection.
La fig. 2 montre l'élévation de la tension d'étincelle, déterminée dans un appareil d'essai standart A.I.E.E. en ajoutant de petites quantités variables de perfluorométhylcyclohexane à une atmosphère composée de 74 cm. de mercure d'azote. L'azote seul permet la formation de l'étincelle aux tensions indiquées par les trois lignes droites parallèles dans la partie inférieure du graphique, lignes qui sont pratiquement horizontales et dont l'inférieure est déterminée par des essais avec une tension à 60 périodes, l'intermédiaire par des essais avec des trains d'impulsions négatives de 1-1/2 x 40 micro-secondes et la supérieure par des essais avec des trains d'impulsions positives de 1-1/2 x 40 microsecondes.
Ces trois lignes indiquent que la tension d'étincelle ne varie pas beaucoup lorsque la pression d'azote augmente. Par contre, l'addition de quantités très faibles de perfluorométhylcyclane augmente considérablement cette tension tant pour les impulsions positives et négatives de 1-1/2 x 40 microsecondes que pour la tension à 60 périodes comme l'indiquent les trois courbes supérieures.
La fig. 3 montre la proportion du gain de résistance diélectrique réalisé sur l'azote seul en incorporant diverses quantités de perfluo- ro-n-heptane et perfluorométhylcyclohexane respectivement à une atmosphère d'azote, et déterminé par des trains d'imposions négatives de 1,5 x 40 microsecondes. On remarquera que 0,003 livre d'un de ces deux composés fluorés suffisent à augmenter la résistance diélectrique de 60 à 80%, et que 0,04 livre de l'un ou l'autre par pied cube d'azote porte la résistance diélectrique aux impulsions négatives à 200% environ de la résistance obtenue avec l'azote seul.
Les courbes de la fig. 4 montrent le gain réalisé sur l'azote seul en résistance diélectrique à 60 périodes, avec des compositions gazeuses comprenant 1 atmosphère d'azote et les petites quantités indiquées de vapeurs, de perfluorométhylcyclohexane et de perfluoro-n-heptane, respectivement.
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Les courbes des figs. 2, 3 et 4 font ressortir une augmentàtion étonnante de la résistance diélectrique par incorporation des'petites quantités indiquées de vapeurs de composés organiques fluorés. Lés vapeurs d' autres composés organiques fluorés.améliorent la résistance diélectrique
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de façon également inattendue lorsqu'on lës30ute à l'azote. Par exemple, en ajoutant 0,052 livre de monochloropentadécafluorodiméthylcyclohexane par pied cube d'azote sous une pression d'une atmosphère, on augmente la résistance diélectrique à 60 périodes de 100% relativement à celle de l'azote seul, tandis que la résistance diélectrique aux impulsions négatives est augmentée de 171 %.
L'addition de 0,06 livre de perfluorodiméthylcyclohexane par pied cube d'azote sous une pression absolue d'une atmosphère augmente la résistance à la rupture de 118% dans des essais avec une tension à 60 périodes tandis que la résistance diélectrique aux trains d'impulsions négatives de 1,5 x 40 microsecondes augmente de 194% par rapport à l'azote seul.
Dans un cas, une série de gaz composites ont été préparés en ajoutant à chaque pied cube d'azote à une pression de 760 mm Hg le poids indiqué des composés fluorés repris dans le tableau II ci-après, et on a obtenu les gains de résistance diélectrique indiqués dans des essais effectués sur chacun des gaz composites avec une tension à 60 périodes suivant la méthode standart de l'A.I.E.E., les électrodes étant écartées de 50,8 mm.
TABLEAU II
EMI7.2
<tb>
<tb> Composés <SEP> Livre <SEP> ,par <SEP> pied <SEP> Gain <SEP> en <SEP> % <SEP> sur
<tb> cube <SEP> N2 <SEP> sous <SEP> 760 <SEP> mm
<tb> Hg
<tb>
EMI7.3
Perfluorométhyleyclohexane 0,03 111 Perfluorotripropylamine 0,03 106
EMI7.4
<tb>
<tb> Perfluoroheptane <SEP> 0 <SEP> ,03 <SEP> 104
<tb> Ether <SEP> perfluorocyclique <SEP> C8F16O <SEP> 0,06 <SEP> 157
<tb>
Comme exemple de l'application pratique de l'invention, on rem plit un tube amplificateur d'images aux rayons X travaillant à 30.000 volts d'un gaz composite sous une pression totale de 76 cm, composé d'azote et de 0,13 livre par pied cube de l'éther perfluorocyclique C8F16O. Le tube remplit de ce gaz fonctionne de façon satisfaisante à cette tension. De l'azote seul n'aurait pu convenir pour cette application.
Les composés organiques fluorés sont extrêmement stables dans les conditions électriques et de température normales dans les transformateurs et d'autres appareils électriques qu'ils servent à isoler. Par contre, les composés aliphatiques complètement chlorés comme le tétrachlorure de carbone se décomposent dans une mesure indésirable à leur point d'ébullition ou à des températures de service normales pour les appareils électriques. Le tétrachlorure de carbone est décomposé par la présence des décharges corona et ses produits de décomposition sont très corrosifs. Les dérivés chlorofluoro ordinaires du méthane et de l'éthane sont composés par des décharges corona même assez faibles, et les produits de décomposition formés sont très corrosifs et attaquent l'isolation de l'appareil.
Les produits de décomposition de ces composés chlorés comprennent du chlore gazeux ou de l'acide chlorhydrique qui réagissent avec l'isolation des bobinages ainsi qu'avec le cuivre et entraînent une corrosion grave et la mise hors service prématurée de l'appareil. Par conséquent, le tétrachlorure de carbone et les dérivés chlorofluoro du méthane et de l'éthane sont sans utilité pratique.
Même dans des conditions de formation d'arc, les composés organiques fortement fluorés décrits ont tout au plus tendance à former des composés à bas poids moléculaire comme des fluorocarbures non saturés,qui
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sont eux-même isolants et n'attaquent pas l'isolation des éléments élec- triqueso Ces composés ne sont pas sensibles à l'humidité ou aux matières faisant partie des appareils électriques et ne réagissent pas avec elles, et peuvent donc être utilisés en toute sécurité dans les appareils électriques.
Les appareils construits suivant la présente invention sont remplis de gaz., mais maintenus de préférence approximativement à la pression atmosphérique de sorte qu'ils sont sûrs et sans danger, si on les compare aux appareils étanches remplis de gaz existant actuellement. La tendance aux fuites est très réduite grâce à la faible différence de pression avec l'atmosphère.
Le fonctionnement régulier et exempt de danger de ces appareils permet de les utiliser dans des passages souterrâins, métros, vaisseaux., locomotives électriques etc.. La conception et la fermeture étanche des enveloppes pour ces appareils sont plus simples et plus économiques que dans les appareils travaillant sous pression élevéeo
Les appareils électriques construits suivant la présente invention avec une atmosphère gazeuse formée d'azote, par exemple,et d'un composé organique fluoré peuvent fonctionner à des tensions beaucoup plus élevées que les appareils existants isolés par un gaz à la pression atmos- phérique. Ils résistent aux décharges atmosphériques ou autres influences extérieures mieux que les appareils électriques connus.
D'autres avantages apparaîtront aux spécialistes en la matière.
REVENDICATIONS
1.- Appareil électrique caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe contenant des conducteurs électriques et un diélectrique gazeux composite entourant ces conducteurs., ledit diélectrique' gazeux étant sous une pression ne dépassant pas deux atmosphères à 25 C et comprenant essentiellement une proportion,volumétrique importante d'un gaz relativement inerte et permanents le reste étant formé par les vapeurs.,;sous une pression partielle d'au moins 3 mm de mercure à 25 C, de composés organiques fluorés comptant au moins 4 atomes de carbone.